C - Chemistry – Metallurgy – 30 – B
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
30
B
C30B 29/16 (2006.01) C01B 19/00 (2006.01) C01G 9/08 (2006.01) C01G 11/02 (2006.01) C09K 11/88 (2006.01) H01S 3/16 (2006.01) H01S 5/34 (2006.01)
Patent
CA 2455938
The present invention provides new compositions containing colloidal nanocrystals with high photoluminescence quantum yields, new synthetic methods for the preparation of highly luminescent colloidal nanocrystals, as well as methods to control the photoluminescent properties of colloidal nanocrystals. For example, this invention encompasses as-prepared nanocrystals that luminesce between about 550 nm and about 675 nm and exhibit a photoluminescence quantum yield (PL QY) greater than or equal to about 40 %. In some embodiments, PL QY between about 50 % and about 80 % are obtainable for nanocrystals that luminesce between about 600 nm and about 650 nm. The new synthetic methods disclosed herein allow photoemission brightness (quantum yield) to be correlated with certain adjustable nanocrystal growth parameters associated with a given synthetic scheme. The PL QY of as-prepared CdSe (and other) semiconductor nanocrystals increases monotonically with time in the early stages of the crystallization process, and then gradually decreases after attaining a maximum point. The time at which a maximum PL QY is attained is referred to as the PL bright point. The position of this bright point, the PL QY value at the bright point, the FWHM of the PL spectra, and several other parameters of the growth process of the CdSe nanocrystals are all strongly dependent on the initial Cd:Se ratio of the precursors in the solution, and certain other experimental parameters. This bright point is different from the point of minimum polydispersity of the nanocrystal sample, referred to as the focusing point of size distribution. CdSe nanocrystals synthesized by this alternative method represent a series of excellent emitters in the orange-red color window in terms of their PL QY, the FWHM of the PL spectra, and the stability of the emission.
L'invention concerne de nouvelles compositions contenant des nanocristaux colloïdes à hauts rendements quantiques photoluminescents, de nouvelles méthodes synthétiques de préparation de nanocristaux hautement luminescents, de même que des procédés permettant de réguler les propriétés photoluminescentes de nanocristaux colloïdes. L'invention comprend des nanocristaux de luminescence comprise entre 550 et approximativement 675 nm et dont le rendement quantique photoluminescent (PL QY) est supérieur ou égal à approximativement 40 %. Dans certains modes de réalisation, des PL QY d'approximativement 50 à approximativement 80 % peuvent être obtenus pour des nanocristaux de luminescence comprise entre approximativement 600 et approximativement 650 nm. Les nouvelles méthodes synthétiques décrites dans la présente invention permettent de corréler la luminance d'émission (rendement quantique) avec certains paramètres ajustables de croissance nanocristalline, associés à un schéma synthétique donné. Le PL QY de CdSe (et d'autres) nanocristaux à semi-conducteurs augmente monotoniquement avec le temps aux stades précoces du processus de cristallisation et diminue ensuite progressivement après avoir atteint un point maximal. Le moment auquel un PL QY maximal est atteint est considéré comme étant le point brillant PL. La position de ce point brillant, la valeur PL QY à ce point brillant, la FWHM (full width at half maximum = pleine largeur à moitié de maximum) des spectres PL et différents autres paramètres du processus de croissance des nanocristaux CdSe sont tous extrêmement dépendants du rapport Cd:Se initial des précurseurs dans la solution et certains autres paramètres expérimentaux. Le point brillant est différent du point de polydispersité minimal de l'échantillon de nanocristaux, considéré comme étant le point de focalisation de répartition en dimension. Des nanocristaux CdSe synthétisés par cet autre procédé représentent une série d'excellents émetteurs dans la fenêtre chromatique des oranges et des rouges, en termes de OL QY, de FWHM des spectres PL et de stabilité d'émission.
Peng Xiaogang
Qu Lianhua
Finlayson & Singlehurst
The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas
LandOfFree
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